8. Выбор плавильного агрегата и расчёт шихты.

При плавке чугуна для обеспечения заданного хими­ческого состава и качества выплавляемого металла необ­ходимо правильно рассчитать шихту, т. е. подобрать соот­ветствующую   смесь  из   различных   сортов  доменного   чугуна, чугуна оборотного, чугунного и стального лома и ферросплавов. Расчет шихты осуществляется на основа­нии данных о химическом составе и качестве имеющихся на   шихтовом   складе   материалов.

Для расчета необходимо иметь задание на химический состав чугуна в отливках с допускаемыми отклонениями по содержанию элементов и установленный из условий данного производства угар элементов в процен­тах.

При установившемся производстве составы шихт по маркам отливок должны быть стабилизированы, и расчет делается только на поправку отдельных элементов из-за отклонений в химическом составе поставляемых на склад чугунов   и  лома.

Шихтовке должна предшествовать тщательная рассор­тировка поступающих на склад шихтовых материалов по данным химического анализа и другим отличительным при­знакам (окисленность лома, загрязненность песком, харак­тер поверхности чушки чугуна, характер лома чугуна и стали и т. д.), имеющим значение для достижения успеш­ной   шихтовки.

Существуют различные методы расчета шихты — гра­фические, номографические и арифметические. Последний метод называется также методом подбора. Осуществляется он наиболее просто, вполне доступен для персонала, тре­бует простой записи расчета, которую всегда легко прове­рить или дополнить.
1.   Из  имеющихся чугунов необходимо  подобрать такие, которые обеспечивали бы заданный состав  литья по углероду,   кремнию,   мар­ганцу, фосфору и сере. Недостаток кремния  и   марганца  возмещается присадкой доменных   ферросплавов по расчету.   Для   обеспечения ка­чества чугуна в шихту вводится 10% стального лома.
2.   Угар элементов при чугунной   шихте  для   ваграночной   плавки следующий: 15% кремния, 20% марганца, 0% углерода,  0%   фосфора, + 50% серы.
3.  Химический  состав СЧ20  следующий:  3.1—3,3% углерода;    1,9—2,1%    кремния    (средний    для    расчета    шихты   2,0); 0,6—0,8%   марганца  (средний для расчета  шихты 0,7);  до 0,2%   фос­фора,    до   0,12%    серы.
4.  Химический  состав  шихтовых материалов приведен в табл. 2.
5.  Вес металлической колоши в завалке 200 кг.

Табл. 3

6.  Из  учета   наличия  шихтовых   материалов  и  химического   со­става их задаемся составом шихты по количеству в кг на колошу:

Чугун ЛО                           20%=40
Чугун Л1                            20% =40
Оборотный                         30% =60

Лом чугуна                         20% =40
Лом стали                           10% =20
_________________________________
Всего                                   100% =200

7.  Проверяем расчетом содержание элементов в процентах по от­ношению   ко   всей   колоше.

Углерода вносят (в %):
Чугун ЛО                                                                             0,2X3,5=0,70
Чугун Л1                                                                              0,2X3.3=0,66
Оборотный                                                                           0,3X3,2=0.96
Лом чугуна                                                                           0,2X3,1=0,62
Лом стали  после   науглероживания в вагранке             0,1X2,0=0,20
_____________________________________________________________                
Всего                                                                                           3,14%

т. е. углерод в литье будет в пределах заданного.

Кремния вносят (в %):

Чугун ЛО                                              0,2X3,3=0,66
Чугун Л1                                              0,2X3,0=0,60
Оборотный                                           0,3X2,0=0,60
Лом чугуна                                           0,2X15=0,30
Лом стали                                             0,1 Х0,3=0,03
________________________________________
Всего                                                      2,19%
Угар 15%                                               0.33
________________________________________
Остается                                                 1,86%
Кремния не хватает:

2,00—1,86=0,14% или  0,14 *200 / 100  = 0,28 кг на одну колошу.

1 кг ферросилиция марки Си10 содержит 0,09—0,13 кг кремния. Угар кремния в ферросилиции будет около 25%, т. е. попадет в литье на 1 кг ферросплава 0,07—0,09 кг кремния. Следовательно, в шихту необходимо дать не менее 4 кг ферросилиция.

Марганца вносят (в %):

Чугун Л0                                                   0,2X0,6=0.12
Чугун Л1                                                   0,2x0,5=0,10
Оборотный                                               0,3X0,6=0,18
Лом чугуна                                               0,2X0,8-0,16
Лом стали                                                  0,1x0,8-0,08
_____________________________________________
Всего                                                            0,64%
_____________________________________________
Угар 20%                                                     0.13
_____________________________________________
Остается                                                      0,51%

Марганца не хватает:
0,70 —0.51=0,19 или  0,19 * 200 /100 = 0,36 кг на одну колошу.
1 кг ферромарганца марки Мн6 содержит 0,7—0,75 кг марганца. Угар марганца около 30%. Следовательно, в шихту можно дать фер­ромарганца до 1  кг на одну колошу.

Фосфора вносят (в %):

Чугун Л0                                                     0,2X0,3 =0,06
Чугун Л1                                                     0,2X0,15=0,03
Оборотный                                                 0,3X0,18=0,054
Лом  чугуна                                                0,2X0,2 =0,04
Лом стали                                                   0.1X0.05=0,005

_________________________________________________
Всего                                                                0,189%

Серы вносят (в %):

Чугун Л0                                                        0,2X0,02=0,004
Чугун Л1                                                        0,2X0,03=0.006
Оборотный                                                    0,3X0,10=0,030
Лом чугуна                                                    0.2X0.15=0,030
Лом стали                                                      0,1X0,05=0,05
__________________________________________________
Всего                                                              0,075%
Пригар 50%                                                  +0,0315
__________________________________________________
0,1125%
т.е. - серы в литье будет менее заданного.

9. Литература и стандарты

1. Кукуй Д.М. «Теория и технология литейного производства» - Мн.,2000 г.
2. Сафронов В.Я. «Справочник по литейному оборудованию» - М.,1985 г.
3. В.К.Могилёв «Справочник литейщика» – М.,1988 г.
4. Приступлюк Н.И «Справочник упражнений по литейному производству»
5. ГОСТ 26645 – 85 «Припуски на механическую обработку»

6. ГОСТ 3212 – 92  «Стержневые знаки и формовочные уклоны»